Il numero di ossidazione Il numero di ossidazione è una carica positiva o negativa che viene attribuita formalmente a ciascun elemento in un composto.

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1 Il numero di ossidazione Il numero di ossidazione è una carica positiva o negativa che viene attribuita formalmente a ciascun elemento in un composto. Esso viene determinato dal numero di elettroni in più o in meno rispetto all’atomo neutro quando gli elettroni di legame sono attribuiti all’elemento più elettronegativo n.o. +1 n.o. -1 H Cl Per definizione il numero di ossidazione di un elemento nelle sostanze elementari è zero.

2 Il numero di ossidazione non dipende dal formalismo con cui la formula di struttura è scritta (cioè non dipende dal numero di legami  ). S O O O ] ] 2 - O S O O O ] ] O -2 +6 Il numero di ossidazione di ioni monoatomici corrisponde alla carica dello ione. La somma dei numeri di tutti i numeri di ossidazione degli atomi che compongono una specie chimica deve essere pari a zero per molecole neutre o pari alla carica dello ione.

3 Il numero di ossidazione dell’idrogeno quando è legato a non metalli è per convenzione +1, indipendentemente dalla loro elettronegatività. Il numero di ossidazione dell’ossigeno più comune è –2. H 2 SO 4 HSO 4 - -2+1 -2 x 4 + 1 x 2 + X = 0 X = 6 -2 x 4 + 1+ X = -1 X = 6 +1-2

4 121314151617 H +1,-1 Li +1 Be +2 B +3 C +4, +2 N +5, +4, +3, +2, +1, -2, -3 O -2, -1 F -1 Na +1 Mg +2 Al +3 Si +4 P +5, +3 S +6, +4, -2 Cl +7,+5, +3, +1, -1 K +1 Ca +2 Ga +3 Ge +4 As +5, +3 Se +6, +4, -2 Br +5, +3, +1, -1 Rb +1 Sr +2 In +3 Sn +4, +2 Sb +3, +5 Te +6, +4, -2 I +7,+5,+1, -1 Cs +1 Ba +2 Tl +1, +3 Pb +2, +4 Bi +3, +5 Numeri di ossidazione più comuni degli elementi principali della tabella periodica

5 121314151617 LiH BeH 2 B2H6B2H6B2H6B2H6 CH 4 NH 3 H2OH2OH2OH2OHF NaH MgH 2 AlH 3 SiH 4 PH 3 H2SH2SH2SH2SHCl KH CaH 2 GaH 3 GeH 4 AsH 3 H 2 Se HBr RbH SrH 2 SnH 4 SbH 3 H 2 Te HI CsH BaH 2 PbH 4 BiH 3 Composti binari con idrogeno: idruri e idracidi ionici polimeri molecolari Idruri: numero di ossidazione di H = -1 Idracidi: : numero di ossidazione di H = +1

6 B2H6B2H6 diborano Il diborano presenta due tipologie di legame: legame B-H a due centri e due elettroni legame B-H-B a tre centri e due elettroni (orbitale molecolare a tre centri) È il precursore di strutture polimere

7 (AlH 3 ) n Ciascun atomo di Al è circondato ottaedricamente da 6 atomi di H legati a ponte fra due atomi di Al Es. di idruro polimero

8 Acidi binari Contengono 2 diversi elementi (di cui uno è H a numero di ossidazione +1). HF HCl HBr HI H 2 O H 2 S H 2 Se H 2 Te

9 Acidi binari L’ordine della forza acida è inverso all’ordine della forza di legame: H 2 O << H 2 S < H 2 Se < H 2 Te Forza acida

10 121314151617 Li 2 OBeOB2O3B2O3 CO 2, CO N 2 O 5, NO 2, N 2 O 3, NO, N 2 O Na 2 OMgOAl 2 O 3 SiO 2 P 4 O 10 P 4 O 6 SO 2, SO 3 Cl 2 O 7, ClO 2 Cl 2 O K2OK2OCaOGa 2 O 3 GeO 2 As 4 O 6 As 2 O 5 SeO 2 Br 2 O Rb 2 OSrOIn 2 O 3 SnO 2 (SnO) Sb 2 O 5 Sb 2 O 3 TeO 2 I2O5I2O5 Cs 2 OBaO Tl 2 OPbO 2 (PbO) Bi 2 O 3 ionici polimeri molecolari Composti binari con ossigeno a numero di ossidazione -2: ossidi

11 Ossidi polimeri B 2 O 3 Ogni atomo di B è legato a 3 atomi di O a formare una struttura triangolare planare. Ogni atomo di O è a ponte fra due atomi di B.

12 Ossidi polimeri Al 2 O 3 (allumina) esiste in diverse forme. Es.  -allumina Ogni atomo di Al è legato a 6 atomi di O, ogni O legato a 4 di Al.

13 Ossidi di azoto ossido di diazoto, N 2 O NON NONNON ossido di azoto, NO triossido di diazoto, N 2 O 3 N O N O O N O N O O

14 Ossidi di azoto diossido di azoto, NO 2 N tetraossido di diazoto, N 2 O 4 N O N O O N O N O O O O N O O O O

15 Ossidi degli alogeni, alcuni esempi Cl 2 O: eccezione alla regola, O atomo centrale O Cl

16 Ossidi degli alogeni, alcuni esempi. Provate voi a completare con coppie di non legame e eventuali legami  aggiuntivi Cl 2 O 7 I2O5I2O5

17 Perossidi e superossidi H 2 O 2 perossido di idrogeno. Struttura non planare O 2 - superossido: l’ossigeno ha numero di ossidazione -1/2 Composti di formula H 2 X 2 sono formati sia dall’ossigeno sia dallo zolfo e contengono il gruppo –X-X- con un legame fra atomi dello stesso elemento. Nel caso dell’ossigeno questo gruppo è il gruppo perossidico. L’ossigeno possiede numero di ossidazione -1. O

18 Idrossidi acidi e idrossidi basici 121314151617 LiOHBe(OH) 2 H 3 BO 3 H 2 CO 3 HNO 3 HNO 2 NaOHMg(OH) 2 Al(OH) 3 H 4 SiO 4 H 3 PO 4 H 3 PO 3 H 3 PO 2 H 2 SO 4 H 2 SO 3 HClO 4 HClO 3 HClO 2 HClO KOHCa(OH) 2 Ga(OH) 3 H 4 GeO 4 H 3 AsO 4 H 3 AsO 3 H 2 SeO 4 H 2 SeO 3 HBrO 4 HBrO 3 HBrO RbOHSr(OH) 2 In(OH) 3 Sn(OH) 2 Sb(OH) 3 H 6 TeO 6 H 2 TeO 3 H 5 IO 6 HIO 3 HIO CsOHBa(OH) 2 Tl(OH) 3 TlOH Pb(OH) 2 Bi(OH) 3 ionici polimeri molecolari

19 Il carattere basico di questi composti diminuisce spostandosi lungo ciascun periodo da sinistra verso destra, mentre aumenta il carattere acido. Il carattere basico aumenta invece scendendo lungo un gruppo ed al diminuire del numero di ossidazione dell'elemento nel composto. Idrossidi basici Composti ossidrilici dei metalli = idrossidi In acqua danno soluzioni basiche

20 Acidi ternari Contengono 3 diversi elementi (di cui uno è H). La maggior parte degli acidi ternari sono composti ossidrilici di non metalli (ossiacidi). In queste sostanze H è legato ad uno degli atomi di O. HNO 3 HONO 2 HNO 2 HONO H 2 SO 4 (HO) 2 SO 2 H 2 SO 3 (HO) 2 SO

21 Acidi ternari I protoni acidi degli idrossidi acidi (o ossoacidi) sono quelli legati ad O. H 2 SO 4 S O O O O H H Intorno a questo atomo di O la geometria è simile a quella che si trova nella molecola di H 2 O. Lo stesso vale per tutti i gruppi OH delle diapositive successive.

22 Acido carbonico Acido borico

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28 Acidi ternari La forza acida della maggior parte degli acidi ternari contenenti lo stesso elemento centrale aumenta all’aumentare del numero di ossidazione dell’atomo centrale e all’aumentare del numero di atomi di O. HNO 2 < HNO 3 H 2 SO 3 < H 2 SO 4 HClO < HClO 2 < HClO 3 < HClO 4

29 Acidi ternari Per la maggior parte degli acidi ternari contenenti elementi diversi nello stesso stato di ossidazione ed appartenenti allo stesso gruppo la forza acida aumenta all’aumentare dell’elettronegatività dell’atomo centrale. H 2 SeO 4 < H 2 SO 4 H 2 SeO 3 < H 2 SO 3 HBrO 4 < HClO 4 HBrO 3 < HClO 3

30 Composti binari con alogeni: alogenuri ionici polimeri molecolari 1213141516 LiX BeX 2 BX 3 CX 4 NX 3 OF 2 X x O v NaX MgX 2 AlF 3 AlCl 3 Al 2 Br 6 Al 2 I 6 SiF 2 SiCl 2 SiX 4 PX 3 PF 5 SX 4 SF 6 KX CaX 2 GaF 3 GaCl 3 Ga 2 Br 6 Ga 2 I 6 GeX 2 GeX 4 AsX 3 AsF 5 SeX 2 SeX 4 RbX SrX 2 InF 3 InCl 3 In 2 Br 6 In 2 I 6 SnX 2 SnF 4 SnF 2 SnX 4 SbF 5 SbF 3 SbX 3 SbCl 5 TeX 2 TeX 4 CsX BaX 2 TlX TlX 3 PbX 2 PbF 4 PbCl 4 BiF 5 BiF 3 BiX 3 PoX 2